Le département de physique de l'Université de l'Indiana à Bloomington, Indiana, a organisé le deuxième atelier IUCSS sur la violation de Lorentz sur les aspects gravitationnels sous forme de conférence en ligne les 13 et 14 mars 2023. Le deuxième jour de l'atelier coïncide avec le 144e anniversaire d'Albert Einstein.
Axé sur les techniques EFT et la SME gravitationnelle, l'atelier traite principalement de la théorie perturbative de Lorentz et de la réfraction du difféomorphisme dans des contextes gravitationnels. En plus d'examiner et de discuter de sujets pertinents dans ce domaine intense, nous examinerons également des domaines de recherche potentiels. De courtes présentations diffusées en direct feront partie du format de l'atelier ainsi qu'un temps de discussion.
L'un des scientifiques turcs, le professeur agrégé Ali Övgün, a pris sa place dans l'atelier en tant que président de la session. Il a de nombreuses publications sur ces sujets. Le professeur associé Ali Övgün poursuit ses études et sa vie universitaire à l'Université de la Méditerranée orientale.
Maintenant, nous aimerions vous transmettre quelques informations sur le sujet.
Les scientifiques ont découvert une nouvelle technique pour tester la croyance de longue date selon laquelle l'univers est le même à tous points de vue. C'est ce qu'on pourrait appeler observer l'ombre d'un trou noir. Si l'ombre est légèrement plus petite que ne le prédisent les théories physiques actuelles, cela pourrait soutenir la théorie de la gravité du bourdon, qui prédit ce qui se passerait si la symétrie apparemment parfaite de l'univers n'était en fait pas aussi parfaite.
Si les chercheurs peuvent trouver un trou noir avec une si petite ombre, cela pourrait conduire à une toute nouvelle théorie de la gravité et potentiellement même faire la lumière sur les raisons pour lesquelles l'univers se développe si rapidement.
La symétrie est appréciée des physiciens car elle nous permet de comprendre certains des mystères les plus profonds de l'univers. Par exemple, les physiciens ont découvert que vous pouvez changer votre équipement de test même si vous obtenez les mêmes résultats d'une expérience sur la physique de base.
En d'autres termes, où que vous fassiez l'expérience dans l'espace, le résultat de l'expérience sera le même. Cela vient juste après la loi de conservation de la quantité de mouvement d'un point de vue mathématique.
Autre exemple : si vous faites votre expérience une fois, attendez un moment, puis répétez, le résultat sera le même (encore une fois, toutes choses égales). La loi de conservation de l'énergie, qui stipule que l'énergie ne peut être ni créée ni détruite, est étroitement liée à cette symétrie temporelle.
Une autre symétrie importante est la base de la physique contemporaine. Elle est connue sous le nom de symétrie "Lorentz", en l'honneur du physicien Hendrik Lorentz, qui a découvert tout cela au début des années 1900. Il s'avère que si vous inversez votre expérience, vous obtiendrez toujours le même résultat (toutes choses étant égales par ailleurs). Si vous l'augmentez à une vitesse constante, le résultat de votre expérience sera toujours le même.
En d'autres termes, toutes choses étant égales par ailleurs, le résultat d'une expérience réalisée en étant complètement immobile et à la moitié de la vitesse de la lumière sera le même.
Les principes de la physique sont les mêmes indépendamment de la position, du temps, de l'orientation et de la vitesse. C'est la symétrie que Lorentz a découverte.
Que peut-on déduire de cette symétrie fondamentale ? Premièrement, nous avons la théorie complète de la relativité restreinte d'Einstein, qui fixe une vitesse constante de la lumière et explique comment les objets se déplaçant à des vitesses différentes sont liés à l'espace et au temps.
Gravité de guêpe
Les principes de la relativité restreinte sont si fondamentaux en physique qu'ils peuvent presque être considérés comme une super théorie de la physique. Si vous voulez développer votre propre théorie sur le fonctionnement du monde, elle doit être cohérente avec ces principes.
Ou ne devrait pas l'être.
Les physiciens s'efforcent constamment de développer de nouvelles théories physiques améliorées, car les théories plus anciennes telles que la relativité générale et le modèle standard de la physique des particules, qui expliquent comment la matière déforme l'espace-temps, ne parviennent pas à tout expliquer dans l'univers, y compris ce qui se passe au centre d'un trou noir. Vérifier si des concepts bien-aimés tels que la symétrie de Lorentz sont vrais dans des cas extrêmes est un autre endroit fructueux pour rechercher une nouvelle physique.
Selon certaines théories gravitationnelles, l'univers pourrait ne pas être parfaitement symétrique. Selon ces idées, le cosmos a des composants supplémentaires qui le forcent à s'écarter de la symétrie de Lorentz de temps en temps. En d'autres termes, l'univers peut avoir une orientation unique ou préférée.
Ces tout nouveaux modèles expliquent une théorie connue sous le nom de gravité des guêpes. On pense que le terme dérive de l'affirmation des scientifiques selon laquelle les bourdons ne devraient pas être autorisés à voler parce que nous ne comprenons pas comment leurs ailes génèrent de la portance. Bien que ces modèles de gravité se distinguent comme des aspects potentiels de la nouvelle physique, nous avons une compréhension limitée de leur fonctionnement et de la manière dont ils pourraient être cohérents avec l'univers que nous pouvons observer.
L'une des utilisations les plus efficaces des modèles de gravité des bourdons est peut-être d'expliquer l'énergie noire, qui est responsable de l'expansion accélérée observée de l'univers. Il s'avère qu'un effet qui provoque une expansion accélérée peut être lié à la déviation de notre univers par rapport à la symétrie de Lorentz. Et puisque nous ne savons pas ce qui crée l'énergie noire, cette hypothèse semble assez convaincante.
Silhouette sombre
Vous avez maintenant une nouvelle théorie populaire de la gravité basée sur des concepts révolutionnaires tels que la violation de la symétrie.
Comment testeriez-vous cette théorie ? En voyageant vers un trou noir où la gravité est maximisée.
L'article des chercheurs a été publié dans Physical Revivew D 103, 044002 (2021). Les chercheurs ont étudié l'ombre d'un trou noir dans un univers imaginaire construit pour être aussi réaliste que possible.
Travail également du professeur associé Ali Övgün et Xiao-Mei Kuang Annals of Physics 447 (2022) 169147 "Strong gravitational lenting and shadow strain in M87 of slow spinning Kerr-like black hole" (Strong gravitational lenting and shadow strain from M87* of slow trou noir de type Kerr en rotation).
De plus, une autre étude d'İbrahim Güllü et Ali Övgün est "Annals of Physics 436, 168721 (2022) Trou noir de type Schwarzschild avec un défaut topologique dans la gravité des bourdons".
(Vous vous souvenez de la première photo du trou noir M87 prise par le télescope Event Horizon il y a tout juste un an ? La région absorbant toute la lumière autour et derrière le trou noir était ce vide sombre d'une beauté envoûtante au centre de l'anneau éblouissant).
L'équipe a construit un trou noir en accélération (tel que nous le voyons) dans le contexte d'un univers en expansion et a modifié le degré de violation de la symétrie pour correspondre au comportement de l'énergie noire, que les scientifiques peuvent mesurer, afin de rendre le modèle aussi réaliste que possible.
Ils ont découvert que dans ce scénario, l'ombre d'un trou noir pourrait être jusqu'à 10% plus petite qu'elle ne le serait dans un monde avec une "gravité normale", fournissant un outil clair pour évaluer la gravité des guêpes. Même si l'image actuelle du trou noir M87 est trop floue pour les distinguer, des efforts sont faits pour capturer de meilleures images de plus de trous noirs, permettant aux scientifiques d'étudier plus avant certaines des plus grandes énigmes de l'univers.
Source : LiveScience
📩 15/03/2023 15:57